Fabrication du verre à vitres. — Le
verre à vitres est fabriqué d’après deux procédés: le premier dit « des cylindres », appliqué en France et en Belgique ; le second dit des « plateaux », usité en Angleterre.
Procédé des cylindres. — Dans ce procédé, appelé encore procédé des « manchons », on souffle un cylindre qui est ensuite fendu suivant une génératrice, puis étendu après réchauffage.
Cette méthode est celle qui était usitée à Venise et en Allemagne, au xne et au xme siècle, pour la fabrication des vitraux; elle n’a, subi que peu de modifications depuis cette époque.
Nous ne parlerons pas des fours dont il a été question plus haut, nous nous contenterons d’en représenter quelques-uns (planches I, II, III et VII). Devant chaque ouvreau est disposée une fosse ou galerie, étroite, très profonde, au-dessus de laquelle se trouvent placés les ouvriers.
Le verre étant amené par le refroidissement au point convenable, le travail commence. Il est exécuté par deux ouvriers: un souffleur et un aide désigné dans toutes les verreries sous le nom de gamin.
Les outils nécessaires sont : la canne, d’une longueur de lm,60 à 2 mètres, une palette en fer de 0m,15 de long sur 0m,06 de largeur, servant à parer le verre du premier cueillage, des ciseaux employés pour couper le verre quand il est encore plastique, quelques blocs en bois de pommier ou de hêtre, percés de cavités demi-sphériques
de diamètres différents servant à souffler la boule du manchon.
A l’aide de la canne, chauffée au préalable au rouge sombre, le gamin cueille dans le creuset une petite masse de verre (environ 200 grammes) qu’il arrondit ; il en «cueille ensuite une masse un peu plus considérable (500 grammes) qu’il laisse refroidir, tout en soufflant légèrement, afin d’avoir une ouverture par où passera l’air. Un troisième cueillage est fait dans les memes conditions, et à ce moment la canne est prise par le souffleur qui procède à un quatrième et dernier cueillage.
Ayant ainsi, à l’extrémité de la canne, la quantité de matière en rapport avec les dimensions de la feuille de verre à obtenir, le souffleur la pare à l’aide de la palette décrite ci-dessus, puis la souffle en la faisant tourner, en la a mabrant » dans les cavités du bloc en bois.
Cette paraison est ensuite réchauffée à l’ouvreau, puis soufflée en élevant la canne verticalement.
Après réchauffage, l’ouvrier souffle fortement à plusieurs reprises, tout en donnant à la canne un mouvement de va-et-vient semblable à celui d’un battant de cloche, de manière à allonger la masse. (Voir fig. 68 à 77, qui représentent les diverses phases du travail d’un manchon.)
Il réchauffe la portion hémisphérique, il donne à la canne et au manchon un mouvement complet et rapide de rotation, qui a pour effet d’étirer la pièce, tout en lui conservant une épaisseur égale dans toutes ses parties.
On ouvre alors la partie inférieure du cylindre. Pour cela, l’ouvrier en réchauffe l’extrémité fermée, puis la perce à l’aide d’une tige en fer.
Il donne ensuite à l’ensemble un mouvement de va-etvient qui agrandit cette ouverture, laquelle est ensuite
CHAP. III
régularisée à l’aide de la palette et en faisant tourner rapidement la pièce sur elle-même : la calotte qui terminait le cylindre se trouve ainsi effacée. -
Figures
Après refroidissement, le cylindre est placé sur un chevalet en bois ; on détache la canne en touchant la naissance du cylindre avec une tige de fer froide; on enlève ensuite la calotte en enroulant un filet de verre très chaud, puis touchant la partie chauffée avec un fer froid.
On a donc ainsi, sur le chevalet, un manchon ouvert à ses deux extrémités ; on le fend dans le sens de la longueur en promenant intérieurement suivant une génératrice une tige de fer rougie, puis en touchant avec le doigt mouillé un des points chauffés.
On arrive au même résultat en se servant d’un diamant attaché à un long manche, qu’on guide à l’intérieur du manchon à l’aide d’une règle en bois. Ce mode
d’opérer donne une cassure plus droite et, par suite, occasionne moins de déchet.
Pour des mandions de grandes dimensions, le souffleur a recours à l’expédient dont nous avons parlé à propos de la fabrication des touries, et qui consiste à injecter en même temps que l’air une certaine quantité d’eau-de-vie qu’il tient dans la bouche. Ce mode d’opérer n’est plus usité; on lui a substitué l’emploi de la pompe Robinet, et plus généralement le soufflage à l’air comprimé, dont l’emploi est appelé, dans l’avenir, à se généraliser.
Verres cannelés . — Les verres cannelés, qui sont fréquemment employés pour la propriété qu’ils possèdent de laisser passer la lumière, sans laisser pénétrer les regards (propriété qu’ils doivent à un phénomène de réfringence), sont fabriqués par le procédé que nous venons de décrire, avec cette seule différence que la paraison est soufflée au début dans un moule présentant des cannelures. Ces cannelures doivent être plus profondes que celles que doit présenter la feuille de verre, car il faut prévoir et parer à la diminution de profondeur qui résultera de l’allongement du cylindre.
61. — Fours à étendre. — Quand le manchon est froid et fendu, on le porte dans un four spécial sur la « pierre à étendre » qui doit être aussi plane et à grain aussi fin que possible. On le chauffe à une température suffisante pour le ramollir; à ce moment, un ouvrier, armé d’une longue perche de bois, fait sur le cylindre une légère pression, puis achève d’aplanir la feuille à l’aide d’un rabot mouillé, en bois blanc, qu’il promène sur la surface.
Les pierres à étendre sont constituées par des produits
en terre réfractaire ayant sensiblement pour composition :
Terre grasse crue 4
Débris de pierre à étendre ... 2
Écailles de pots 1
et encore :
Terre grasse crue 2
Même terre grasse cuite 1
Ordinairement, on n’étend pas directement le manchon sur cette pierre, on la recouvre de lames de verre appelées lagres sur lesquelles on jette du sulfure d’antimoine, et c’est sur ce support que le manchon de verre est aplani. Le verre perd ainsi beaucoup moins de son poli.
Pour l’étendage, on a d’abord fait usage de fours dits à « pierre fixe » (planche VIII, fig. 1).
Après étendage sur cette pierre, la feuille était soulevée à l’aide d’une fourche et portée à recuire dans un four voisin, chauffé à température moins élevée. Quand ce four était rempli, on enlevait le combustible, on fermait soigneusement toutes les ouvertures et on laissait le refroidissement s’opérer graduellement.
Cette manière de faire présentait l’inconvénient de donner des verres de mauvaise planimétrie et « griffés » , c’est-à-dire portant l’empreinte de la fourche.
On a alors essayé l’emploi de pierres à étendre tournantes: elles consistaient en quatre pierres fixées sur un plateau circulaire mobile autour de son axe et placé dans un four disposé de façon telle que la température allait en décroissant de A en D (planche VIII, fig. 2).
L’étendage du manchon avait lieu en A ; puis, faisant tourner d’un quart de cercle le plateau dans le sens de
la flèche, on amenait la pierre B, qui à son tour recevait un manchon.
A leur arrivée en D, les feuilles de verre étaient suffisamment refroidies et assez rigides pour pouvoir être transportées dans le four à recuire voisin, sans risquer de se déformer.
Après ce dispositif, qui était un réel progrès, mais qui donnait des produits laissant encore quelque peu à désirer sous le rapport de la planimétrie, sont venus les fours continus dits à « pierre roulante ».
Dans Tun de ces fours (planche VIII, fig. 5;, ou a stracous », le manchon est étendu sur une plaque A mobile sur des rails.
Après étendage, on pousse cette plaque en B dans un autre compartiment où la température est moins élevée. De là la feuille de verre, suffisamment refroidie, est enlevée à l’aide d’une fourche et placée sur un chariot E qui peut se mouvoir sur des rails dans une galerie, à température décroissante, d’une longueur de 12 à 15 mètres.
Sur le chariot on dispose à plot une dizaine de feuilles de verre; puis, quand iJ est chargé, on le fait avancer de la longueur suffisante pour laisser place à un chariot vide. A l’extrémité G de la galerie, les chariots arrivent presque froids et sont déchargés.
M. Segard, d’Anzin, a imaginé un four à étendre dit à « pont mouvant », ne différant de celui-ci que par la disposition des pierres à étendre.
Le chariot A portant sa pierre à étendre est muni à sa partie inférieure de rails qui permettent de le mettre en mouvement sur des roues fixes ( fig . 78, 79).
A 15 centimètres au-dessous de ce chariot, peut se mouvoir, sur des rails fixes, un autre chariot B monté sur roues et muni également d’une pierre à étendre.
GHAP. III.
Pour étendre les cylindres, on renvoie le chariot B dans le four à refroidir et on fait letendage sur le chariot A ; puis, on pousse ce chariot dans le second compartiment. Le chariot B revient; avec un levier C on l’élève de 15 centimètres avec la plate-forme sur laquelle il est venu se placer. On y dépose le canon à étendre etr pendant qu’il s’ouvre, on enlève avec une fourche la feuille précédemment étendue sur le chariot A, pour la placer sur un chariot en tôle qui se trouve dans la galerie de recuisson.
Le nouveau manchon étant étendu, on abaisse le chariot B sur ses rails, on le renvoie dans le four à refroidir et on amène par dessus le chariot supérieur A, sur lequel on étend une autre feuille de verre.
Avec ce système, la dépense est moitié de ce qu’elle est dans un four à une seule pierre roulante.
Afin de rendre le verre bien plan, M. Binet, de Sèvres, dispose au-dessus de la pierre à étendre un plateau mobile en terre réfractaire. Ce plateau, étant abaissé par l’action d’un levier, vient appuyer de tout son poids sur la feuille de verre et en assure la parfaite planimétrie.
C’est surtout pour la fabrication des verres doubles et des glaces soufflées que ce procédé est avantageux. Dans ce dernier cas, il suffit en effet, pour polir les glaces, d’en-
lever le quart de leur épaisseur, alors que par le mode ordinaire d’étendage il fallait en enlever le tiers et meme la moitié.
Four à étendre , système Bievez. — M. Bievez, de Haine-Saint-Pierre (Belgique), a imaginé un système de four à recuire les verres à vitres, qui donne d’excellents résultats et qui tend à se substituer à tous les fours dont nous venons de parler.
Le principe consiste à faire mouvoir sur tringles métalliques, et par l’intermédiaire de ces tringles, les feuilles de verre préalablement aplanies sur la sole d'un four à réverbère.
M. Casimir Lambert, de Charleroi, a rendu cette idée réellement pratique en y adaptant le système de chauffage par le gaz.
Dans le procédé Bievez on a évité le double transport des feuilles de verre et, du même coup, les déformations plus ou moins prononcées, mais toujours inévitables, qui en résultaient.
La partie originale du four réside surtout dans le mode de translation des feuilles de verre.
La sole du four à refroidir est constituée par une série de pièces réfractaires placées bout à bout. Dans le sens transversal du four, ces pièces laissent entre elles, à intervalle régulier, un espace vide dans lequel peuvent monter ou descendre des tringles en fer qui ont chacune comme longueur la longueur totale de la galerie de recuisson.
A leur extrémité antérieure — partie froide — ces tringles sont reliées entre elles et rendues solidaires par une barre transversale qui permet de leur donner, à toutes en même temps, un mouvement de translation.
CHAP. III
Transversalement au four sont disposés, de distance en distance, sous la sole, des arbres portant chacun autant de galets qu’il y a de rainures ménagées dans la sole. C’est dans une gorge pratiquée dans ces galets que reposeront les tringles qui s’étendent sur toute la longueur du four.
Les extrémités des arbres sont liées rigidement à des barres montantes qui dépassent la voûte du four et qui sont reliées au-dessus de cette voûte par des tirants en fer. Ces barres montantes sont guidées verticalement par des coulisses en fonte fixées dans la maçonnerie du four.
En outre, toutes les barres situées d’un même côté du four sont reliées entre elles. Il en résulte que l’ensemble des arbres et des barres montantes constitue une série de cadres formant un tout rigide, et, comme chacune des barres montantes est équilibrée par un contrepoids, on conçoit qu’il suffit d’un effort très faible pour donner le mouvement à tout le système.
Les figures 80, 81, 82 et la légende qui les accompagne donneront une idée exacte du mécanisme.
Ceci dit, voici comment on opère :
Une première feuille de verre ayant été amenée par le chariot B, l’étendeur placé à l’ouverture Iv la pousse sur la sole du four. A ce moment, une seconde feuille est amenée par le même chariot ; un ouvrier agit sur la chaîne de manœuvre et lève d’un seul coup tous les cadres et les tringles. La première feuille de verre est soulevée par les tringles et maintenue au-dessus de la sole. Pendant qu’elle est ainsi soulevée, on imprime aux tringles un mouvement de translation en opérant une traction sur la barre transversale, de manière à faire avancer la feuille d’une quantité un peu supérieure à sa largeur. Abandonnant alors la chaîne de manœuvre, on laisse redescendre tout
l’ensemble; les tringles rentrent dans les rainures, et la feuille de verre s’appuie à nouveau sur la sole du four.
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Fig. 82.
Fig. 80. — Section longitudinale partielle suivant la ligne 1 et II de la figure 81.
Fig. 81. — Section horizontale suivant la ligne III et IV fig. 80.
Fig. 82. — Section verticale suivant la ligne V et VI fig. 81.
Fig. 81.
A, four à refroidir.
B, chariot ou châssis verticaux mobiles, disposés perpendiculairement au
grand axe du four.
D, coulisses dans lesquelles se meuvent les montants des cadres C.
E, contrepoids servant à équilibrer les cadres C.
F, barre longitudinale reliant les côtés supérieurs de tous les cadres.
G, chaîne de manœuvre à l’aide de laquelle on soulève, d’un seul coup, tous
les cadres.
II, galets fixés aux côtés inférieurs des cadres.
I, tringles parallèles reposant dans les gorges des galets H, et se logeant
dans des rainures disposées dans la sole du four.
J, traverse réunissant, en dehors du four, les tringles I et servant à les tirer
d’un seul coup.
K, ouverture pour la manœuvre des feuilles de verre.
On repousse alors les tringles à leur position primitive et on amène à son tour sur la sole du four à refroidir la feuille de verre qui vient d’être étendue.
Dès que cette deuxième feuille est introduite, on manœuvre l’appareil comme il vient d’être dit, c’est-à-dire
CH AP. III
qu’on fait place à une troisième feuille en faisant avancer les deux premières, et ainsi de suite. La longueur du four à refroidir est généralement telle qu’il peut s’y trouver à la fois quinze feuilles de verre.
Ce système de refroidissement n’exige que vingt à vingtcinq minutes, au lieu de sept à huit heures que demandait l’ancien mode d’opérer. La recuisson est très bonne, et le verre se laisse couper très facilement.
On comprend aisément qu’il en soit ainsi, si l’on remarque que les soulèvements successifs de chaque feuille de verre sur des tringles minces permettent un refroidissement à peu près uniforme des deux faces, ce qui ne peut avoir lieu dans les autres systèmes de fours à recuire.
Verre en plateaux
62. — Historique. — Ce verre, qui n’est plus fabriqué qu’en Angleterre, est encore quelquefois appelé verre de France, par suite de ce fait que sa fabrication a été pendant très longtemps en faveur dans les verreries de Normandie, d’où elle a été importée en Angleterre.
Pour cette fabrication, il faut que le verre soit un peu plus fusible que pour la fabrication par le procédé des cylindres.
Voici la composition comparée des deux verres :
Sable
Verre
en plateaux
Verre
en manchons
Sel de soude
Charbon
Craies
Bioxyde de manganèse.
Acide arsénieux
g 4, VERRES A VITRES. VERRES EN CYLINDRES 257
03. — Fabrication. — Voici comment M. Chance, le grand fabricant de Birmingham, rend compte de la fabrication : « Lorsque le verre a été amené de l’état de fluidité absolue à celui d’une consistance qui permette de le travailler, l’ouvrier chargé de cueillir le verre plonge sa canne dans le creuset, au milieu de l’ouvreau, en la tournant sur son axe pour égaliser l’épaisseur de la masse cueillie, il enlève à l’extrémité, sur le nez, comme on l’appelle en termes techniques, une masse de verre présentant la forme d’une poire.
Posant alors sa canne sur un chevalet, il la tourne doucement, et laisse la surface se refroidir de manière à pouvoir cueillir une deuxième quantité de verre. Lorsque la masse est à la grosseur convenable,l’ouvrier, après avoir refroidi sa canne dans un auget plein d’eau de manière à pouvoir la tenir à la main, commence à rouler le verre sur le marbre ou lit métallique, jusqu’à ce qu’il prenne une forme conique, le sommet du cône formant le bouillon [fig. 83). Un gamin souffle alors dans la canne, pendant qu’on marbre encore le verre, et lui fait prendre ainsi la forme d’un flacon florentin, on prépare le rebord que doit plus tard présenter la feuille développée, en roulant la pièce près du nez de la canne, sur l’extrémité du marbre. On chauffe encore la masse, et le souffleur lui fait prendre la forme d’un grand globe. Pendant ce développement, il est nécessaire de maintenir le bouillon exactement dans la position qu’on lui a d’abord donnée, c’est-à-dire sur une ligne qui coïncide avec l’axe de la canne. Pour y parve-
GHAP. III.
nir, le souffleur maintient sa canne sur un support en fer, et, tandis qu’il souffle la masse et la tourne à la fois, un gamin maintient contre le bouillon une pièce de fer qui se termine sous la forme d’une petite capsule.
On présente alors au feu de nouveau, et là, par un tour de main de l’ouvrier, et en dirigeant la flamme d’une certaine manière sur le globe, on aplatit le front de celui-ci ; on évite d’ailleurs qu’il ne s’écrase pendant cette opération, en faisant faire à la canne une révolution rapide sur son axe. La pièce ressemble alors à un énorme vase à décanter, dont le fond serait très plat et le col très court. Le bouillon peut encore se voir au centre du fond plat, et c’est alors que l’on se rend compte de son utilité. La canne est maintenue horizontalement sur un chevalet en fer; un ouvrier s’approche tenant à la main une longue baguette en fer appelée pontil, munie à son extrémité d’une petite masse de verre fondu. Il presse cette masse contre une pointe en fer, de manière à lui donner la forme d’une petite capsule, puis l’applique, quand elle en a pris la forme, sur le bouillon où elle adhère bientôt solidement.
La masse ainsi formée prend le nom d’œil de bœuf au bouillon [fig. 84). Une incision faite au verre, près du
nez de la canne, avec un morceau de fer froid, et un souffle vigoureux détachent bientôt la canne, qui quitte
alors la pièce ; on la laisse reposer quelques instants jusqu’à ce que le verre qui y est resté adhérent se soit fendillé {fig. 85).
« L’extrémité de la pièce qui se trouvait près de la canne (qui maintenant est détachée) se nomme le nez, et c’est elle qui a donné son nom au fourneau ou « trou de nez » devant lequel on la chauffe pour l’opération suivante.
« Le verre arrive alors à sa dernière et plus terrible épreuve. 11 est placé entre les mains d’un homme qui, un voile sur la figure, se tient droit devant un immense cercle de flamme [fig. 86) dans lequel il enfonce sa pièce,
tout en tournant rapidement son pontil. L’action de la chaleur et de la force centrifuge combinées produit bientôt son effet; le nez de la pièce s’étend, les parties qui en sont proches ne peuvent échapper à ce mouvement: l’ouverture devient de plus en plus large; un instant, la vue saisit au passage la figure d’un cercle avec un
G H AP. III
double rebord. Un instant après, le spectateur étonné voit tournoyer devant ses yeux une table circulaire de verre quir quelques minutes auparavant, gisait dans le pot de verrerie, sans que rien la distinguât du reste de la masse. »
Ces disques ont ordinairement lm,50 de diamètre. Excepté le centre du plateau auquel adhère le pontil, qui présente un bourrelet, l’épaisseur de cette pièce est uniforme.
Ce disque ou plateau, posé sur une aire recouverte de cendres chaudes, est détaché du pontil (comme cela a lieu pour détacher le manchon de la canne), puisavec uneT longue forche, enfourné horizontalement et dressé dans le four à recuire.
Après recuisson et refroidissement, ces plateaux sont découpés au diamant.
64. — Fabrication des cives. — Nous dirons en passant un mot des petites pièces de verre appelées cives, qui sont employées presque exclusivement à la décoration des habitations. C’est une application en petit de la fabrication des verres en plateaux. Après avoir soufflé sous forme de poire la quantité de matière nécessaire à la confection d’une cive, on en fixe l’extrémité arrondie au bout d’un pontil et on détache la canne. On termine la cive en ouvrant la poire, soit par rotation, soit à l’aide de fers en forme de pincettes.
Méthode employée en Amérique pour la fabrication du verre à vitres. — Il y a environ vingt-cinq ans, William Clarke, de Pittsburg, essaya de fabriquer du verre à vitres en le laminant dans des appareils inversibles, analogues à ceux qui sont employés dans la fabrication du fer et de l’acier.
Cet essai n’eut aucun succès, parce qu’en passant par les cylindres le verre se refroidissait rapidement et devenait trop cassant. Ce procédé vient de devenir pratique par suite de l’emploi du gaz, de sorte que, par ce procédé de laminage, on obtient dix fois plus de verre en feuilles que précédemment.
Les cylindres sont creux et fixes ; un tuyau, percé de trous qui laissent échapper du gaz dans tous les sens, passe par le milieu de chacun des cylindres qui sont ainsi échauffés d’une manière constante.
La masse de verre qui, par le laminage, a été transformée en feuille, passe des laminoirs sur une table en fer qui est également chauffée d’une façon constante par un jet de gaz.
De cette table la feuille va directement dans le four à recuire, de sorte que pendant toute l’opération elle ne peut pas se refroidir.
Les deux modes usités en Europe pour la fabrication des verres à vitres offrent tous deux des avantages et des inconvénients qui tiennent à la façon même de procéder. Néanmoins les avantages du procédé des cylindres sont si nombreux et tellement importants, que cette manière de faire est celle qui est généralement adoptée.
Les dimensions des verres en cylindres sont beaucoup plus grandes que celles des verres en plateaux, leur épaisseur est plus uniforme, ce qui assure une meilleure recuisson; aussi l’équarrissage et la division des feuilles ne produisent que peu de déchets; en outre, la planimétrie laisse moins à désirer.
Les carreaux de verre en plateaux sont toujours plus épais dans la partie qui avoisine le centre du plateau dont on les a tirés que sur les bords ; le noyau qui entourait le pontil est assez saillant et s’étend sur une sur-
GHAP. III.
face assez considérable pour entraîner à lui seul un notable déchet; en outre, la surface de chaque carreau est toujours plus ou moins gauche, plus ou moins ondulée T ce qui tend à déformer l’image des objets qu’on regarde à travers ces vitres.
Ce défaut de planimétrie est si bien établi qu’on assure qu’une coutume anglaise permet de récuser un témoin qui n’a vu qu’à travers un carreau de vitre le fait sur lequel il vient déposer en justice.
D’un autre côté cependant, l’éclat de ce verre est toujours plus grand que celui du verre fabriqué par le procédé des cylindres, ce dernier étant plus ou moins rayé, martelé ou dévitrifié par l’étendage qu’on lui a fait subir ; la nécessité de presser pour l’étendage la surface lisse qui occupait l’intérieur du manchon , puisque cette surface intérieure est plus petite que la surface extérieure, tend à déformer cette surface, par suite de l’étirage qu’elle doit forcément subir dans le sens de la largeur du manchon, de là des inégalités de la feuille de verre.
On a constaté que les deux faces d’une feuille de verre sont inégalement résistantes à l’action des agents atmosphériques. L’expérience a démontré que la face supérieure, celle qui, dans le four à recuire, est opposée à la pierre sur laquelle elle repose, est plus riche en silice, plus dure, et a souvent plus d’éclat, ce qui est dû à ce que sous l’action de la chaleur cette face a perdu un peu d’alcalis et la majeure partie de l’acide sulfurique, lequel se rencontre toujours comme impureté dans tous les verres fabriqués au sulfate.
On en a déduit cette règle pratique que les vitres doivent toujours être posées de façon que la face supérieure soit placée à l’extérieur, afin de présenter plus de résistance aux agents atmosphériques.
